Bunte und durchsichtige Kunststoffschnipsel auf einem Haufen. Mit dem Fluff-Tec-Konzept von Zeppelin Systems können auch Fluffy Materials optimal gehandhabt werden.

Mit dem Fluff-Tec-Konzept von Zeppelin Systems können auch Fluffy Materials optimal gehandhabt werden. (Bild: Zeppelin Systems)

Die europäische Verpackungsrichtlinie 94/62/EG schreibt vor, dass EU-Länder Maßnahmen beschließen müssen, welche die Menge an Verpackungsmüll und deren Auswirkung auf die Umwelt verringern sollen. Ganz konkret bedeutet das: Spätestens bis 31. Dezember 2025 müssen 65 Gewichtsprozent aller Verpackungsabfälle in Europa recycelt werden. Bis spätestens Ende 2030 sind es sogar mindestens 70 Gewichtsprozent. Die Folge: Um die Quoten zu erfüllen, müssen auch größere Anteile an sogenannten Fluffy Materials, beispielsweise Folienreste, den Recyclingprozessen zugeführt werden. Während es für hartes Grobgut aus PE, PP, ABS oder PS inzwischen gute Recyclinglösungen gibt, steht man beim Wiedereinsatz der Fluffy Materials noch am Anfang. Darunter sind Weich- oder Dünnfolien, zum Teil aus mehrschichtigen Verpackungsmaterialien, Hartfolien, beispielsweise von Hartschalenpackungen, aber auch Schaumstoffe, Textilfasern und sogar Wollreste zu verstehen, welche am Anfang des Recyclingprozesses als schwer handhabbare Schüttgüter vorliegen.

Analyse und Charakterisierung essenziell für das sichere Handling

Um ein zuverlässiges Schüttgut-Handling zu gewährleisten, müssen die Fluffy Materials einwandfrei charakterisiert werden. Doch wie steht es um deren Fließ-, Förder- und Lagerfähigkeit? Welche Schüttdichten müssen beispielsweise bei der Behälterauslegung berücksichtigt werden? Welche Austragshilfen sind notwendig? Das Zeppelin Systems Technology Center wurde um ein spezielles Versuchssilo mit anpassbarem Austrags-Konuswinkel und modularen Austragseinrichtungen ergänzt, um genau diese Fragen zu beantworten. Weitere wichtige Besonderheiten dieser Materialien sind: Sie verändern unter geringer äußerer mechanischer Belastung oder durch ihr Eigengewicht sehr leicht ihre äußere Schüttgutform (Haufwerk), da das Gas aus den Hohlräumen entweichen kann. Die Kompressibilität der gesamten Schüttung ist dabei sehr hoch, da sich der Hohlraumanteil (Porosität) erheblich verringert. Geht die äußere Belastung zurück oder verringert sich das Eigengewicht durch eine sinkende Schütthöhe, stellt sich eine deutliche elastische Rückdehnung ein. Der Hohlraumanteil vergrößert sich dabei wieder.
Um große Produktmassenströme sicher verarbeiten und dabei dennoch flexibel in Bezug auf Änderungen der Eingangsströme bleiben zu können, braucht es entsprechende Anlagen. Energieeffizienz spielt ebenfalls eine große Rolle. Erklärtes Ziel ist es, dass es auch für Fluffy Materials einen geschlossenen Recyclingkreislauf gibt. Zwar sind die Fluffy Materials in diesem Recyclingprozess noch recht junge Mitspieler, dennoch lassen sich auch diese Wertstoffe durch Übertragung der Erfahrung von Zeppelin Systems im Umgang mit ähnlichen Produkten sicher aufbereiten.

Schaubild: Beim Recycling von Kunststoffabfällen greifen verschiedene Bereiche ineinander.
Beim Recycling von Kunststoffabfällen greifen verschiedene Bereiche ineinander. (Bild: Zeppelin Systems)

Was sind die Tücken bei der Lagerung von Fluffy Materials?

In manchen Fällen könnte es notwendig sein, die fluffigen Materialien auch lager- und transportfähig zu machen, um sie bei Bedarf zu homogenisieren. Dazu gehört auch die Integration und Auslegung zusätzlicher Behandlungsschritte, wie Agglomerationsschritte oder Kompaktierungen mit eigenen oder integrierten Lösungen. Im nächsten Schritt können diese Stoffe gleichmäßig und sicher in den Recyclingprozess eingebracht werden. Und zwar unabhängig davon, ob diese Materialien in einen Extruder – im Fall des mechanischen Recyclings – oder in einen Reaktor für chemisches Recycling eingebracht werden müssen. Bei beiden Ansätzen sind für folienartige Fluffy Materials geeignete Prozessschritte für eine Kompaktierung und eine nachfolgende Homogenisierung notwendig, die wiederum in vorhandene Lösungen integriert werden müssen.
Dies ist eine spannende Aufgabe, da sich diese Materialien nicht so einfach bändigen lassen wie etwa formstabile Granulate. Zum einen ist der Betreiber oftmals mit stark schwankenden Eingangsmaterialien aus verschiedenen Quellen konfrontiert, und die Aufbereitungsanlagen müssen dementsprechend robust gebaut sein. Zum anderen halten die Fluffy Materials auch aus Sicht der Verfahrenstechnik so manche Überraschung bereit. Generell ist die Handhabbarkeit der fluffigen Materialien sehr herausfordernd, wie der Blick auf die folgenden Verarbeitungsschritte zeigt:

  • Lagerung im Silo: Während beispielsweise bei PE-Granulaten das Thema Zeitverfestigung kaum eine Rolle spielt, ist dies ein großes Thema bei Fluffy Materials. Eine geringe Befüllung des Silos mit fluffigen Materialien stellt kein Problem dar, aber mit Zunahme der Füllhöhe verändert sich die Schüttdichte. Die Gefahr steigt, dass es zu einer sehr stabilen Brückenbildung im Silo kommt, die das anschließende Austragen des Materials aus dem Silo verhindert. Hier bietet Zeppelin Systems an das Schüttgut angepasste Lösungen an, wie etwa Silos mit Schneckenboden als Austragsorgan, Versuchssilos mit veränderlichem Konuswinkel oder automatisierte Lösungen, die das Material in Bewegung halten.
  • Aufbereitung von Mischungen: Um die geschredderten, gewaschenen und getrockneten Kunststoffabfälle in einem nachfolgenden Sortier-Prozessschritt aufzubereiten, entwickelte das Unternehmen einen speziellen Foliensichter. Wird die Folienfraktion ausgesichtet, ist eine prozesssichere Lagerung der übrigen groben Kunststofffraktion im Silo problemlos möglich. Die abgetrennte Folienfraktion wird kompaktiert und dem Extruder ebenfalls zugeführt.

Kunststoffrecycling: Der große Überblick

Mann mit Kreislaufsymbol auf dem T-Shirt
(Bild: Bits and Splits - stock.adobe.com)

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Wie werden Fluffy Materials genau klassifiziert?

Der Anlagenbauer aus Friedrichshafen hat eine Systematik zur Klassifizierung verschiedener Fluffy Materials eingeführt. Entsprechend der Einordnung werden notwendige Schritte in die Anlagenkonzepte eingebracht.

  • Typ A: Weichfolien oder Dünnfolien mit einer Schichtdicke kleiner als 200 µm (*).
  • Typ B: Hartfolien oder Dickfolien, mit einer Schichtdicke zwischen 200 und 1.000 µm (*). Dies sind in der Regel Verpackungsfolien für standfeste respektive Hartschalenpackungen. ((*) ungefähre Angaben für Kunststoffe).
  • Typ C: Elastische Granulate oder Agglomerate
  • Typ D: Schaumstoffe
  • Typ E: Streifen oder Späne
  • Typ F: Fasern oder Filamente (lockere Bindung). Ein typisches Beispiel sind die Textilfasern aus Altreifen. In der Zeppelin Sustainable Tire Alliance wurden hierfür inzwischen Recyclinglösungen entwickelt und bereits in Anlagen (Smapol) umgesetzt.
  • Typ G: Vlies, Gewebe oder Wolle (starke Bindung)
  • Dagegen sind Hartfolien mit einer Schichtdicke von mehr als 1.000 µm keine fluffigen Materialien. Typische Beispiele sind Mahlgut aus PE, PP, ABS, PS et cetera. HDPE-Mahlgut oder PET-Flaschenmahlgut können ebenfalls als Fluffy Materials vorkommen.

Quelle: Zeppelin Systems

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